JPH08339943A - 電子素子の封止構造及び封止方法 - Google Patents

電子素子の封止構造及び封止方法

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JPH08339943A
JPH08339943A JP7143476A JP14347695A JPH08339943A JP H08339943 A JPH08339943 A JP H08339943A JP 7143476 A JP7143476 A JP 7143476A JP 14347695 A JP14347695 A JP 14347695A JP H08339943 A JPH08339943 A JP H08339943A
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JP
Japan
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electronic element
terminal plate
case
sealing structure
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Application number
JP7143476A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadashi Sugihara
忠 杉原
Shuichi Fujino
修一 藤野
Manabu Kanemoto
金本  学
Akio Mizuguchi
暁夫 水口
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Micromachines (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型、薄型化の要請を満たしながら内容積の有
効利用ができる電子素子の封止構造及びその封止方法を
提供する。 【構成】外装ケース2を、絶縁性のリング状外枠21と
この外枠21の両開口部を封口する金属端子板22とを
ロウ材23を介して接合する。この場合、リング状外枠
21をアルミナで構成し、金属端子板22をニッケル又
はニッケル合金で構成することが好ましい。この封止構
造は、電気二重層コンデンサ素子の封入に好適に適用可
能である。また、製法としては、外枠21にその開口部
を閉塞するように金属端子板22をロウ材23を介して
密着させ、該ロウ材を介して外枠と金属端子板とが対向
する部位にレーザー光線を照射して外枠21と端子板2
2とを接合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気二重層コンデンサ
等の電子素子の封止構造及びその封止方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ICやメモリのバックアップ
電源に、電気二重層コンデンサが用いられる場合があ
る。この電気二重層コンデンサは、固体と液体の界面に
生じる電気二重層を利用したコンデンサで、静電容量は
数ファラドと非常に大きく、容量は、アルミ電解コンデ
ンサと電池との中間に位置する。
【0003】このような電気二重層コンデンサのボタン
型の構造の一例を図5に示す。この電気二重層コンデン
サは、活性炭などの主として炭素系素材からなる一対の
分極性電極12、13が、ポリエチレンやポリプロピレ
ン製の多孔性セパレーター14を介して対向配置され、
これに電解液を含浸させてコンデンサ素子を構成し、こ
のコンデンサ素子を金属製の外装ケース15に封入した
構造である。
【0004】この外装ケース15は、金属ケース16に
コンデンサ素子を収納し、金属蓋17で金属ケース16
の開口部を覆うと共に、金属ケース16と金属蓋17と
の間に絶縁性ガスケット18を介在させて金属ケース1
6の周縁部をかしめることにより封止した構造である。
これらの金属ケース16と金属蓋17とは、ガスケット
18で互いに電気的に絶縁されている。金属ケース16
は一方の外部端子を兼ね、金属蓋17は他方の外部端子
を兼ねている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ボ
タン型では、金属蓋16で金属ケース17をガスケット
18を介して閉塞すると共に、金属ケース17を内方に
折曲することにより組み立てるものであるため、近年の
小型化、薄型化の要請に応じることが困難である。ま
た、限られた体積の中でコンデンサ素子の容積を増加さ
せ、コンデンサの容量を増大させる必要もある。
【0006】本発明は、上記要望に鑑みなされたもの
で、小型、薄型化の要請を満たしながら内容積の有効利
用ができる電気二重層コンデンサ等の電子素子の封止構
造及びその封止方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次の電子素子の封止構造及び封止方法を提
供する。 (1)コンデンサなどの電子素子を外装ケースに封入し
てなる電子素子の封止構造であって、前記外装ケース
を、絶縁性のリング状外枠とこの外枠の両開口部を封口
する金属端子板とをロウ材を介して接合した構成とした
ことを特徴とする電子素子の封止構造。 (2)リング状外枠をアルミナで構成し、金属端子板を
ニッケル又はニッケル合金で構成した上記(1)記載の
電子素子の封止構造。 (3)電子素子が電気二重層コンデンサである上記
(1)又は(2)記載の電子素子の封止構造。 (4)絶縁性のリング状外枠にその開口部を閉塞するよ
うに金属端子板をロウ材を介して密着させ、該ロウ材を
介して外枠と金属端子板とが対向する部位にレーザー光
線を照射することにより該外枠と端子板とを接合して上
記(1)乃至(3)記載の外装ケースを製造することを
特徴とする電子素子の封止方法。
【0008】
【作用】本発明の電子素子の封止構造は、外装ケースに
特徴があり、この外装ケースを絶縁性のリング状外枠と
この外枠の両開口部を封口する金属端子板とをロウ材を
介して接合した構成としたことにより、従来のコイン型
と異なり、ガスケットを用いず、しかも、かしめ構造が
ないので、薄型化が容易であると共に、内容積の有効利
用ができ、同じ体積で容量を増加させることが可能であ
る。
【0009】また、アルミナとニッケル又はニッケル合
金とは、熱膨張係数及び熱伝導率が近似しており、この
ため接合時の熱による歪みが生じ難い上、化学的に安定
であり、電子素子の例えば電解液の腐食に耐えうる。か
かる外装ケースの構造は、薄型化、容量増加が求められ
ている電気二重コンデンサに好適に適用することができ
る。
【0010】更に、本発明の電子素子の封止方法は、上
記外装ケースの接合方法として、ロウ材を介すると共
に、レーザーを用いる溶着法を採用しているため、接合
境界部を瞬時に溶着させてスポット的な溶着ができ、歪
みを可及的に抑制しながら確実に封口でき、かしめ構造
を持たず、融点の高い上記材料を用いることが好ましい
本発明の電子素子の封止構造の製造方法として適してい
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら具体的に説明する。図1は、本発明の電子素子の
封止構造の外装ケースの一例を示す断面図であり、図2
は、本発明を電気二重層コンデンサに適用した一実施例
を示す断面図である。
【0012】本発明の電子素子の封止構造1における外
装ケース2は、絶縁性のリング状外枠21によって側壁
が構成され、この外枠の開口側の端縁21aにその開口
部を塞ぐよう2枚の金属端子板22をロウ材23を介し
て接合した構造を有する。外枠の材料としてはセラミッ
クスが好ましく、中でもアルミナが望ましい。金属端子
板の材料としては、例えばニッケル又はニッケル合金が
好ましい。上述した理由から外枠のアルミナと金属端子
板のニッケル又はニッケル合金の組み合わせが最も望ま
しい。
【0013】ロウ材としては、アルミナとニッケルとの
接合に好適な活性金属を用いることが望ましい。具体的
には、例えばAg−38Cu−1Ni−4Ti(接合温
度1220〜1320k)、Ag−37Cu−0.75
Ni−7.25Ti(接合温度1120〜1220
k)、Ag−35Cu−0.7Ni−7.25Ti(接
合温度1220〜1320k)、Cu−14Au−4N
i−6.5Ti(接合温度1360〜1460k)、N
i−71.5Ti(融点1228k)等が挙げられるが
これに限られるものではない。ロウ材の形状は、粉末で
も箔でもよい。活性金属を用いて接合する場合は、真空
又は不活性ガス雰囲気中で行うことが望ましい。また、
不活性ガスを溶接スポットに吹き付けながら溶接を行う
ことで、大気中でも活性金属の酸化を防止して溶接する
ことも可能である。
【0014】図2に示す電子素子の封止構造1は、上記
外装ケース2とこの外装ケース内に封入された電気二重
層コンデンサ素子3とで構成されている。コンデンサ素
子3は、セパレータ31を介して一対の分極性電極32
が対向しており、分極性電極32の外面には導電性の集
電層33が形成され、これらに電解液が含浸された構造
を有する。なお、集電層33は必ずしも必要なものでは
なく、また、固体電解質を用いる場合は、セパレータ3
1、電解液も特に必要なものではない。図2において
は、セパレータ31は、外枠21に接して配置された指
示部材34により端縁が支持されている。
【0015】セパレータ31は、分極性電極を分離し、
電解液を通し得る多孔性のものが選択され、例えばポリ
エチレン、ポリプロピレン製の多孔性の不織布、シー
ト、フィルム等を使用できる。分極性電極32は、電気
化学的に不活性であり、比表面積の大きなものが選択さ
れ、一般には活性炭が用いられる。この活性炭として
は、粉末活性炭を固めたもの、フェノール樹脂系活性炭
繊維等が例示できる。
【0016】集電層33は、例えば活性炭繊維を用いた
場合に、金属端子板との電気的接続を良好にするための
もので、例えばプラズマ溶射法により形成されたアルミ
ニウム層を例示することができる。電解液は、水溶液型
と非水溶液型の2種類があり、本発明においては何れも
使用可能である。水溶液としては、硫酸等の酸水溶液、
塩化アンモニウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム等の
アルカリ水溶液その他が挙げられる。非水溶液として
は、プロピレン・カーボネート、γ−ブチロラクトン、
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルフォキシド、アセ
トニトリル、アセチレンカーボネート、テトラヒドロフ
ラン、ジメトキシエタン、メチルフォルメイト等の有機
溶媒に過塩素酸、硝酸、硫酸、6フッ化リン酸等のアル
カリ金属塩、テトラアルキルアンモニウム、テトラフル
オロボレート等を前記溶媒に0.1〜3.0モル、好ま
しくは0.5〜1.5モル/リットル溶解したものを例
示することができる。
【0017】次に、以上説明した電気二重層コンデンサ
に適用した本発明の電子素子の封止方法の実施例につい
て説明する。まず、図3に示すように、1枚の金属端子
板22と外枠21とを接合して箱状のケースを作製す
る。接合に際し、例えばアルミナ製の外枠21とニッケ
ル製の端子板22の接合部に、ロウ材として例えばチタ
ン/ニッケル・銀合金製の箔23を挟んでおく。加熱源
として、YAGレーザーを用い、レーザーのスポット径
を100μm程度に絞り、外枠21の接合端面21aに
対応する端子板22の上から照射し、局部的に加熱し、
ロウ材を溶解させ、外枠21と端子板22の接合部に隙
間なくロウ付けをしてシーム溶接する。
【0018】次に、作製した箱状のケースに、図4に示
すように、コンデンサ素子を収納する。この工程は、水
溶液電解液型、非水溶液電解液型の場合には、電解液を
含浸させた2つの分極性電極を、その間にセパレータを
挟んだ構造となるように挿入する。この場合セパレータ
にも電解液を含浸させておく。電解液、分極性電極、セ
パレータは、上記したものを使用することができる。
【0019】固体電解質型の場合には、分極性電極の間
に固体電解質を挟んだ構造となるように挿入する。この
分極性電極は上記と同様とすることができる。また、固
体電解質としては、ゼオライト、リチウムβアルミナ、
ナトリウムβアルミナにマグネシウム、カルシウムなど
のアルカリ土類金属をドープしたものや、ゼオライト、
フッ化リチウム、ヨウ化リチウム等が好適に使用でき
る。
【0020】箱状容器にコンデンサ素子を収納した後、
上記と同様の方法で端子板を外枠に接合して外装ケース
を完成させ、コンデンサ素子を外装ケースに封入した電
気二重層コンデンサを完成することができる。本例の電
子素子の封止構造は、ガスケットを用いず、かつ、かし
め構造もないので、例えば円盤状とした場合に、外装ケ
ース内に容積を占める無駄な部分がなく、外装ケース内
を有効に利用でき、それだけ分極性電極等の内容物を充
填できるので、従来のコイン型と比較して容量が大きく
なる。
【0021】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はない。例えば、上記例では電気二重層コンデンサに適
用した例を示したが、その他にも適用できる。また、外
装ケースの製造方法において、上記例ではロウ材として
箔を用いたが、例えば蒸着などでロウ材を外枠又は端子
板に形成してもよく、その他外装ケースの形状など、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができ
る。
【0022】
【発明の効果】本発明の電子素子の封止構造は、小型、
薄型化の要請を満たしながら内容積の有効利用ができ
る。また、本発明の電子素子の封止方法によれば、容易
かつ確実に上記電子素子の封止構造を製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子素子の封止構造における外装ケー
スの一実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の電子素子の封止構造を電気二重層コン
デンサに適用した例を示す断面図である。
【図3】本発明の電子素子の封止構造の製造方法の一例
を示すもので、箱状ケースを作製した状態を示す断面図
である。
【図4】本発明の電子素子の封止構造の製造方法の一例
を示すもので、箱状ケースにコンデンサ素子を収納した
状態を示す断面図である。
【図5】従来のコイン型電気二重層コンデンサの一例を
示す断面図である。
【符号の説明】
1 電子素子の封止構造 2 外装ケース 21 外枠 22 電極板 23 ロウ材 3 電気二重層コンデンサ素子 31 セパレータ 32 分極性電極
【手続補正書】
【提出日】平成7年8月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水口 暁夫 埼玉県大宮市北袋町1丁目297番地 三菱 マテリアル株式会社中央研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コンデンサなどの電子素子を外装ケースに
    封入してなる電子素子の封止構造であって、 前記外装ケースを、絶縁性のリング状外枠とこの外枠の
    両開口部を封口する金属端子板とをロウ材を介して接合
    した構成としたことを特徴とする電子素子の封止構造。
  2. 【請求項2】リング状外枠をアルミナで構成し、金属端
    子板をニッケル又はニッケル合金で構成した請求項1記
    載の電子素子の封止構造。
  3. 【請求項3】電子素子が電気二重層コンデンサである請
    求項1又は2記載の電子素子の封止構造。
  4. 【請求項4】絶縁性のリング状外枠にその開口部を閉塞
    するように金属端子板をロウ材を介して密着させ、該ロ
    ウ材を介して外枠と金属端子板とが対向する部位にレー
    ザー光線を照射することにより該外枠と端子板とを接合
    して請求項1乃至3記載の外装ケースを製造することを
    特徴とする電子素子の封止方法。
JP7143476A 1995-06-09 1995-06-09 電子素子の封止構造及び封止方法 Pending JPH08339943A (ja)

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